一种硫烯的无水清洁合成工艺的制作方法

文档序号:15760964发布日期:2018-10-26 19:17阅读:191来源:国知局

本发明涉及一种硫烯的无水清洁合成工艺。



背景技术:

硫化异丁烯在工业上主要有两方面的用途,一是作为加氢催化剂的预催化剂,将硫化异丁烯作为一种高效的有机硫化剂,可提高加氢催化剂的活性和稳定性;二是作为润滑油添加剂,由于硫化异丁烯在极压条件下有优良的抗磨作用,可以提高润滑油的性能,所以成为润滑油的主添加剂,一般占添加剂总量的50~70%。

由于汽车工业和装备制造业的快速发展,汽车齿轮油和工业齿轮油的用量不断增加,带动了硫化异丁烯产业的发展,这几年硫化异丁烯的需求量年增幅在10%左右。

传统的硫化异丁烯的合成大都采用二步法,该法是以异丁烯、一氯化硫、硫化钠作为原料,经二步反应生产硫化异丁烯粗品,再进行粗品精制,真空脱水,白土吸附过滤,生成成品。这种二步法存在几个致命的问题:

1、三废量大,一吨产品产生近一吨的股废料,处理费用高。2017年每吨的处理费用是3800元,2018年要涨至5000元,其费用约占产品成本的1/4~1/3;废水量也大,每吨产品约有2.5吨的废水,处理难度大,费用高。

2、资源消耗高,每吨产品消耗的主要原材料约为2600kg。

3、由于以一氯化硫为原料,对设备、钢结构腐蚀严重,一氯化硫若泄露,对环境的影响十分严重。

4、生产周期长,约40小时,生产效率低。

5、工艺复杂,建设费用高,占地面积大,每吨产品投资约2万左右。

由于存在上述问题,二步法生产硫化异丁烯势必将退出市场。

近年来,一些厂家开始采用一步法,使用原料为异丁烯、硫磺、硫化钠,在不锈钢高压磁力搅拌反应釜中进行反应,一步法相较于二步法有明显的优势:

1、固废量极大减少,只有二步法的2%。

2、每吨产品废水的耗费量为0.6吨,为二步法的1/4。

3、无需进行废气处理。

4、资源消耗小,每吨产品消耗原材料1600kg,约为二步法的60%。

5、建设费用低,同规模产量与二步法相比节能投资40%。

6、节能减排,每吨产品耗煤169kg,比二步法节约62%。

尽管有上述优点,依然存在两大问题:

1、产品质量不佳,色深味大。

2、由于采用磁力搅拌反应釜,磁力搅拌的使用周期短,维修工作量大,费用高,极大降低生产效率。



技术实现要素:

本发明正是针对上述问题,提供了一种硫烯的无水清洁合成工艺。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案,具体的制备步骤为:

1、将用硫磺溶解液和硫磺输送到硫磺溶解釜中,升温至140~180℃,恒温下搅拌1小时,接着将反应后的溶液压入回流反应器内,开启循环泵,回流反应器升温至180~200℃,向反应器中输送硫化氢,当硫化氢质量输至1/10时,同时输入异丁烯;整个过程压力为1~4kpa;

2、硫化氢、异丁烯输送完毕后,回流反应器内保持180~200℃保温1~3小时,接着将温度降至120~140℃,压力降至0.3~1kpa,排除尾气,得到硫化异丁烯粗品,接着用泵将硫化异丁烯粗品输送到硫化异丁烯储存罐中;

3、在蒸馏塔内采用内回流间歇精馏减压蒸馏工艺,将硫化异丁烯纯品提取出来,蒸馏塔50~80℃的轻组分,经冷凝器冷凝后送入轻组分储罐中,其量占硫化异丁烯粗品总质量的8~15%;蒸馏塔80~160℃段的为目标产物硫化异丁烯纯品,硫化异丁烯纯品经冷凝器冷凝后送入硫化异丁烯成品储罐中,其量占硫化异丁烯粗品总质量的65~80%;塔底的残液收集后送入重组分储罐,重组分储罐重拍后,取部分送入硫磺溶解釜内作为硫磺溶解液。

硫磺、硫化氢、异丁烯的质量比为150~200:20~30:140~170。

本发明的有益效果:

1、本发明为无水工艺,工艺流程短。

2、本发明的产品收率高,资源消耗低,原材料利用率高。

3、本发明无三废排放,属于清洁型工艺。

4、本发明生产的产品质量好,异味小,各项指标都达到甚至优于国内同类产品的质量指标。

5、生产过程腐蚀性小,设备维修率低,降低了设备费用。

6、生产效率高,是传统的一步法的五倍。

7、反应过程中,反应压力低,有利于安全生产。

具体实施方式:

实施例1

将200kg硫磺和硫磺溶解液50kg输送到硫磺溶解釜中,升温至140℃,恒温下搅拌1小时,接着将反应后的溶液压入回流反应器内,开启循环泵,回流反应器升温至190℃,向反应器中输送30kg硫化氢,当硫化氢量输至3kg时,同时输入170kg异丁烯,整个过程压力为2.3kpa;硫化氢、异丁烯输送完毕后,回流反应器内保持190℃保温1小时,接着将温度降至120℃,压力降至1kpa,排除尾气,得到硫化异丁烯粗品450kg,接着用泵将硫化异丁烯粗品输送到硫化异丁烯储存罐中;

在蒸馏塔内采用内回流间歇精馏减压蒸馏工艺,将硫化异丁烯纯品提取出来,蒸馏塔50~80℃的轻组分,经冷凝器冷凝后送入轻组分储罐中,其量占硫化异丁烯粗品总质量的10%;蒸馏塔80~160℃段的为目标产物硫化异丁烯纯品315kg;塔底的残液收集后送入重组分储罐,重组分储罐重拍后,取部分送入硫磺溶解釜内作为硫磺溶解液。

最终的硫化异丁烯纯品为橘黄色透明液体,密度(20℃)为0.98~1.05,粘度(100%mm2/s)为1.0~1.3,闪点(开口℃)为100~120℃,无水分,无机械杂质,透明无沉淀,硫含量%(m/m)为44~46,硫化物中s3含量为60~65,铜片腐蚀(121℃)<4a,四球基试验pdn为5200~5500,挥发性硫化物含量<10mg/l。

同时从市面上选取了两个品牌的硫化异丁烯样品,进行气味测量,测量通过硫化物检测仪在同等的测定条件下来测定,样品1散发的气味中硫化氢含量为7ppm/m3,样品2为9ppm/m3,实施例1为4ppm/m3,明显优于同类产品。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种硫烯的无水清洁合成工艺。其制备步骤为,将用硫磺溶解液和硫磺输送到硫磺溶解釜中,升温至140~180℃,恒温下搅拌1小时,接着将反应后的溶液压入回流反应器内,开启循环泵,回流反应器升温至180~200℃,向反应器中输送硫化氢,当硫化氢量质量输送至1/10时,同时输入异丁烯,两种物质输送完,整个过程压力为1~4KPa;硫化氢、异丁烯输送完毕后,回流反应器内保持180~200℃下保温1~3小时,接着将温度降至120~140℃,压力降至3~10kg,排除尾气,得到硫化异丁烯粗品,接着用泵将硫化异丁烯粗品输送到硫化异丁烯储存罐中;在蒸馏塔内采用内回流间歇精馏减压蒸馏工艺,将硫化异丁烯纯品提取出来。

技术研发人员:王宪法;付守法;付志强;所超;张铁华
受保护的技术使用者:沈阳广达化工有限公司
技术研发日:2018.07.06
技术公布日:2018.10.26
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